时间:2023-12-29 15:04:20
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇重金属污染危害范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
关键词:电厂 重金属 危害与防治
我国过去粗放型经济增长方式虽然带来了国民经济的飞速发展,但却付出了能源浪费和环境污染的惨重代价。尤其是作为能源消耗大户的燃煤电厂,其给环境带来的污染更是叫人触目惊心。
火电厂的重金属污染大部分是来自于煤的燃烧,在这个过程中,会有很多种重金属元素通过“三废”等介质对周边的土壤环境进行污染。[1]经科学家研究发现,一些燃煤电厂的周围土壤Hg严重超标,而砷含量却低于国家标准。不仅电厂周围的土壤中富集了大量的重金属,而且含量还在逐年增加。由于这些重金属元素的化学结构相对稳定,使它们很难在土壤中实现自然分解与消散,因此具有长期的隐伏性。
在这种情况下,一些重金属元素会随着种植在地表的植物进入人体中,导致人类癌症与其它疾病的发生。在污染严重的地方,重金属元素甚至会进入空气和地下水之中,导致二者的污染,从而造成更为严重的环境问题。
二、电厂燃煤重金属污染种类
我们通常所说的重金属,指的是每立方厘米重量在5克以上的金属,最常见的重金属包括金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、汞(Hg)等。这些重金属危害性极大,即使数量很少,也会造成很大的污染。[2]除此以外,燃煤中还包含有铌、钯、铯等痕量重金属元素,这些重金属元素与前面提到的有些差别,有的在燃烧时难以气化,有的却会非常容易气化并粘附在亚微米颗粒灰尘的表面上,并进入大气之中。这种亚微米颗粒难以下降,很难被微生物分解,人吸进体内之后,经沉积毒性逐渐增长,给人体健康带来极大的危害。
三、电厂重金属污染控制措施
要想对电厂重金属污染进行有效的控制,就需要从管理制度的制定、执行到生产过程都遵循严格的标准,只有这样才有可能实现。
3.1 制定相关排放标准并严格执行
国家应该对全国各大电厂进行实地的调研,并经过科学的分析之后制定出合理的重金属排放标准及违规处理意见,各地政府要针对本地区的实际情况,以国家标准为基础,出台具体的管理办法并给予严格的执行。对于那些超标排放的电厂,要发现一起处理一起,绝不能姑息,对于轻微超标的电厂可以采取限期整改的方式,而对于那些严重超标的电厂,可以让其暂时关闭,直到达到的规定标准为止,绝对不能再为了眼前的利益而付出环境污染的惨重代价。
3.2对电厂重金属污染实施严格监管
首先要严格进行环境执法。电厂要成立重金属污染防治小组,建立企业污染数据库,对相关数据信息进行随时的调整和更新。对各个生产车间加大排放超标的处罚力度,在经济实力许可的情况下购置监控设备,对各个重污染车间实施重点监控,以便能够随时得到第一手的数据;其次要规范对电厂的管理,加强对电厂各车间排污口排放水质的监管,定期开展监测,要逐步安装各种先进设备并积极同当地环保部门进行沟通,进行无缝监控。建立排放信息透明制度,定期向环保部门和社会公布监测报告。[3]
3.3加强重金属环境监管能力建设
要大力加强工厂污染监管队伍的建设。以综合防治小组为领导,负责对全厂重金属污染进行监督和控制,负责对治理资金进行专项配置、加强日常工作的监管;以对重点车间的管理为中心,对全厂环境质量监测与污染进行统一规划,切实提升电厂重金属污染防治能力。
“工欲善其事,必先利其器。”要根据本厂监管工作的实际需要,配备先进的检测设备,包括实验室、现场应急与在线监控等方面的相关设备。
3.4 对电厂生产过程进行控制
对整个电厂的生产过程进行严格的监控和管理,是控制电厂重金属污染最关键的部分。
首先要加强在燃烧前进行预处理,它包括对燃煤与动力用煤的选择,以便提升燃煤的使用效率、减轻烟气的排放,从而减轻重金属排放造成的危害。在洗选技术的选择上也要使用先进的方式,这样可以明显降低燃煤中的重金属含量。经过科学实验证明,浮选法在去除燃煤中的一氧化碳和铜、铌等7种金属时具有明显的效果,而先进的型煤技术最多可以将烟尘排放量减少60%左右;浮选法依照的是传统的物理清洗方式,是“建立在煤粉中有机物与无机物的密度及它们的有机亲和力不同的基础之上。”[4]从总体讲,重金属元素是存在无机物当中的,利用这个原理,可以在煤粉浆液里面倒入有机浮选剂来进行重金属的排出,,在这个过程中,浮选的是有机物,浮选矿渣则主要是无机矿物质,燃煤中包含的重金属元素就会有大部分包含在其中,起到净化的作用。其次是强化在燃烧过程中的控制,在现阶段,流化床燃烧技术得到了广泛的推广,它指的是“把8毫米以下的煤粒同石灰石共同放到燃烧室的床层之上,利用布置于炉底的布风板排放出高速气流,形成翻滚的流态悬浮层,此后通过流化燃烧来完成脱硫。[5]”这种方式能够有效地减少燃煤重金属的排放。另一种比较先进的技术是使用固体吸附剂,它指的是在金属蒸汽没有形成结核之前,使用活化吸附剂将重金属元素捕获,从而达到消除重金属元素的目的,这一技术的有效性已经得到了实践的证明,它实际上是一个相当复杂的化学反应过程,其优点在于不仅操作相对简单,而且也比较便宜,适合大规模推广。再次是对加强对燃煤燃烧之后的重金属元素控制,这一过程比较复杂,需要针对不同种类的重金属元素进行具体的控制,如对亚微米颗粒的控制就需要采用高效除尘器,它可以除掉绝大部分的重金属元素,但这种方式对于极小颗粒(0.1μm)―1.5μm)的清除率较低。对于痕量重金属元素,可以使用湿式FGD,另外,将NaClO3作为凝固剂加入烟气处理装置中,可以有效地削减气态银的含量。
四、结束语
加强对电厂重金属污染的控制,可以有效地对电厂的周边环境乃至整个生态圈进行保护,由于科技水平的限制,我国目前在该领域不论是理论还是科技实践方面都远远落后于西方发达国家,造成了环境污染的同时,还不能对所产生的重金属进行有效地使用,从而造成了资源的浪费。所以,加强对电厂重金属污染危害的防治和控制就具有极为重要的意义。但是我们不得不承认的是,这并不是一时一地就可以解决的难题,只有政府、科研部门与电厂开展紧密地合作,动员多方面的力量,才有可能加以实现。
参考文献:
[1]李鑫.土壤重金属污染防治法律制度研究[D].山西财经大学.2012,(02):29-31
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[3]王馨,冯启言.电厂燃煤产物中重金苏元素的环境影响评价研究[J].安徽理工大学学报(自然科学版).2013,(06):15
(一)重金属污染的形成机制。重金属污染的形成机制,可以从产生因素、来源途径、产生主体和产生时间等方面来分析。(1)产生因素:包括自然因素和人为因素。重金属在大气、水体、土壤、生物体中广泛分布,个别地区如喀斯特地区因石漠化导致重金属释放而造成自然环境中重金属污染;重金属一般以天然浓度广泛存在于自然界中,由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少重金属如铅、汞、镉、钴等进入大气、水、土壤中,人为引起严重的重金属污染。(2)产生途径:主要来源工业污染、交通污染和生活垃圾污染。工业污染大多通过废渣、废水、废气排入环境,在人和动物、植物中富集,从而对环境和人的健康造成很大的危害;交通污染主要是汽车尾气的排放;生活污染主要是一些生活垃圾的污染,废旧电池、破碎的照明灯、没有用完的化妆品、上彩釉的碗碟等。(3)产生主体:首先,许多地方政府大力发展经济,盲目追求GDP的高速增长。因此,对于涉重金属污染的企业,不少地方政府往往采取非常宽松的投资政策,对涉重金属企业项目考察不严格、监管力度松散,发生了多起重金属污染事故。据报道,某地由于土壤重金属污染严重,曾经在2007年大规模整治铅酸蓄电池生产企业,但被整治企业却接到了山西、河南、湖南、广西等地的邀请,将污染企业成功的转移,也为后来各地的重金属污染事故埋下了伏笔。其次,企业是造成重金属污染的主要来源者。湘江流域涉重金属企业总计1635家,湘江重金属污染与地方产业结构直接相关。大部分大、中型企业,尤其是有色金属和稀有金属矿藏的开采、冶炼企业在湘江流域齐聚。虽然湖南省在全国率先扛起重金属污染治理示范大旗。尽管旷日持久的“排毒”战已持续20多年,然而,专家的定性仍为“积重难返”。再者,日常生活中,民众的不恰当处理废旧电池等造成的重金属污染也是组成部分。(4)产生时间:历史的沉淀与现实的积累。重金属污染的形成不是一朝一夕的,既有历史的沉淀,以各种化学状态或化学形态存在的重金属,在进入环境或生态系统后就会存留、积累和迁移,造成危害。如随废水排出的重金属,即使浓度小,也可在藻类和底泥中积累,被鱼和贝的体表吸附,产生食物链浓缩,从而造成公害。根据湖南省环保厅历年对湘江水质监测数据,湘江总体水质在自上世纪90年代呈恶化趋势,总体污染特征是以有机污染为主的重金属、微生物复合污染,其中重金属污染特征尤为突出。也有现代工业的三废排放、农业化肥的过度使用和人们生活垃圾无序处理而形成的污染,而且,经济越发达,重金属污染的现象愈发严重。
(二)重金属污染的主要特点。(1)来源复杂。重金属污染来源于自然界,来源于工业、农业、人们的生活,来源于城市和乡村。(2)主体多元化。人为造成重金属污染的主体众多,有政府、企业、公民。而且受害主体不特定化。(3)时间长,隐蔽性强。由于历史的积累以及对重金属污染防治的忽视,重金属污染的时期长,其造成的危害不会马上体现处理,不易为人们所重视。(4)影响深,危害大。“重金属污染的危害主要体现在两个方面:一是对环境的污染;二是对人体的伤害。”在环境污染方面,重金属污染与其他有机化合物的污染不同,不少有机化合物可以通过自然界本身物理的、化学的或生物的净化,使有害性降低或解除。而重金属很难在环境中降解。在开采、冶炼、加工及商业制造活动中排放的重金属污染物进入大气、水,造成大气污染和水污染,最终,大部分重金属停留在土壤和河流底泥中。当环境变化时,底泥中的重金属形态将发生转化并释放造成水污染。在对人体的伤害方面,重金属通过大气、水、食物链进入人体,在人体内和蛋白质及各种酶发生作用,使它们失去活性,并在人体的某些器官中富集,如果超过人体所能耐受的限度,会造成人体急性或慢性中毒,具有致癌、致畸及致突变作用,对人体会造成很大的危害。(5)综合治理任务艰巨。重金属污染防治涉及多个部门、多个地区、甚至多个省份的协调与综合治理。湘江流域涉重金属的防治就涉及株洲、衡阳、郴州、湘潭、娄底5个市。需要发改、财政、国土、环保、工信、卫生、安全、科技等多部门的合力与协调。
二、重金属污染的形成机制对构建司法保护机制的主要影响
我们所说的重金属污染指的就是因人类活动导致环境中的重金属含量增加,超出正常范围,并导致环境质量恶化。从重金属污染形成机制和特点来探析其法律机制的主要问题,能更好的对症下药。
(一)来源的多样性突显我国重金属污染防治法律制度不完善。重金属污染存在于水体、大气和土壤等。对于重金属污染的防治,我国的《水污染防治法》、《固体废物污染环境防治法》、《土地管理法》、《危险化学品安全管理条例》等立法中均有涉及,但没有形成系统的重金属产过程中污染防治制度体系。原则性立法过多、可操作性差、基本法律制度没有建立起来。(二)主体的多元化导致责任机制不健全。政府的监督责任不健全甚至缺乏;污染企业的法律责任追究机制不健全;民众环保意识不足,法律救济途径存在缺陷。(三)治理的长期性与复杂性彰显出法律规定顾此失彼,不全面。我国重金属污染防治注重工业排放的治理,对农业和生活垃圾污染缺乏应有的关注。我国环境污染防治法注重工业生重金属的排放控制,忽视生活活动中重金属的污染物的排放,也忽视对生活环境中重金属污染物的监测、评价与管理。④而随着科学技术的高速发展,很多重金属应用到日常消费产品及农业用品中。由于这些含有重金属产品的使用日益广泛,回收困难且没有建立完整回收、处理系统,加上消费者对重金属的存在及其危害缺乏了解而容易轻视,易导致含有重金属产品在使用、丢弃、冲洗处理、掩埋中,扩散了重金属污染的范围,加重了污染的程度。(四)影响的深远与严重的危害性考量着国家司法的综合执行力。我国环境法学专家蔡守秋教授指出:“我国现行的污染防治法都存在一个最大的弊端:没有有效的执行手段和责任追究机制。”污染者因为处罚力度不够大,于是污染事件时常发生。但问题的关键是法律法规的责任追究机制不健全、处罚力度不够大。这已经成了解决土壤重金属污染问题的一大顽疾。(五)综合治理的艰巨性使得实践操作中综合治理与协调机制缺乏可操作性。整治重金属污染是一项长期、复杂、艰巨的任务,影响包括重金属污染防治在内的环境保护任务的实现,一是缺乏对政府及其有关部门环境保护责任及其监督的法律规定,环境管理体制有待改革和完善。二是需要加强环境信息公开、公民环境知情权的保障、公众参与环境决策和公众监督机制。三是一些重要的环境管理制度尚需建立和完善,一些环境制度可操作性不强,存在污染防治责任不明确、违法成本低、环境健康损害救济难、环境公益损害救济难等问题。
三、构建我国重金属污染防治法律机制的对策
关键词:尾矿渣;河流底泥;重金属;潜在生态危害指数法
引言
2010年9月在广东茂名登陆的“凡比亚”台风给当地带来了强降雨,致使位于茂名信宜东部的紫金矿业银岩锡矿尾矿库发生溃坝事故,大量含有重金属的尾矿渣被暴雨冲刷进入尾矿坝下游的黄华河流域。含重金属的尾矿渣进入黄华河水体后,重金属会沉积进入河流底泥,随后可能再发生解吸等迁移转化活动。多数重金属具有毒性,进入河流之后在水体、底泥以及水生生物之间发生迁移转化,可能会逐步危害整个河流生态系统[1-2]。河流底泥是河流生态系统中的重要底质,为此,在溃坝事故后开展黄华河流域河流底泥重金属污染影响后评估是有必要的。
1 材料与方法
1.1 样品采集
该研究主要根据尾矿渣进入的黄华河流域范围内水系特点来设置河流底泥样品采样点(见表1),其中W1是背景参照点。分别于2011年3月、7月和12月各进行一期样品采集。
表1 采样点设置情况
1.2 监测项目与分析方法
河流底泥样品的监测项目主要为铜、铅、锌、锰、砷、钼。参照《土壤环境监测技术规范》(HJ/T166-2004)采集、保存样品;采用硼氢化钾-硝酸银分光光度法测定砷含量,采用火焰原子吸收分光光度法测定铜、铅、锌含量,采用原子吸收法测定锰含量,采用催化极谱法测定钼含量。
1.3 评估方法
河流底泥环境评估方法包括污染负荷指数法[3]、沉积物富集系数法[4]、潜在生态危害指数法[5-6]等。该研究采用潜在生态危害指数法对河流底泥的重金属污染情况进行分析、评估。瑞典学者Hakanson[5-6]为了评价水体沉积物中的重金属污染,提出潜在生态风险指数法。该方法从重金属的生物毒性角度出发,不仅反映了水体沉积物中单一重金属元素的污染程度,而且可以反映出多种污染物对环境的综合影响。潜在生态风险指数(RI)的计算公式如下:
将计算得到重金属潜在风险系数和多种重金属潜在生态风险指数对应表3划分各个监测断面的底泥环境生态危害程度。
表3 生态危害程度级别划分
2 结果与分析
样品评估结果见图1和图2。大部分断面河流底泥重金属元素的生态危害程度为轻微,铜和钼在个别断面的生态危害程度出现了“中等”和“强”的情况。12月份的潜在风险系数评估结果显示,铜在W2和W5处依然有一定的生态危害,而钼在各断面的生态危害程度大幅降低。
生态风险指数是多金属元素生态危害的综合评价,3月份和12月份的结果比较,W3和W4处河流底泥的生态风险指数有降低的趋势,但在W5处有上升的趋势,说明溃坝点剩余的尾矿渣和在W5处淤积的泥沙对环境仍有较高的生态风险,下游各断面的生态风险指数较小。7月份的结果较为特别,估计是由于当地正值雨季,溃坝附近水土流失相对严重,雨水冲刷两岸,使得两岸泥沙随地表径流进入河流沉积在河底,掩盖了尾矿渣。
3 结束语
从时间上看,黄华河流域的河流底泥重金属污染整体上呈减弱的趋势,但重金属元素间的变化趋势不尽相同,如铜和铅的污染有加重趋势,铅在W2和W5处的污染加重趋势尤为突出。7月是信宜的雨季,降雨导致河流较为浑浊,水中悬浮物增多,而重金属主要是吸附在悬浮物上迁移,因此,雨季湍急的河流加强了重金属向下游迁移的能力,这虽然可以减弱上游局部地方的重金属污染,但也扩大的重金属污染的影响范围,导致了下游(W6-W9)在雨季出现了重金属污染加重的情况。
从空间上看,河流底泥的重金属污染主要集中在W2-W5(溃坝点至何家寨)段,下游尚未受到严重污染,但重金属随河流向下游迁移的趋势明显,因此,应及早加强上游河段底泥环境的重金属修复措施,防止其向下游迁移,不然,最终会出现全流域“均摊污染物”而使得流域河流底泥环境重金属污染减弱的情况。此外,W2和W5处河流底泥的重金属污染相对严重,铜、铅和砷等对环境危害较大的重金属也在这两处出现了较高的潜在生态风险系数。
参考文献
[1]苏斌,傅开道,钟荣华,等.澜沧江-湄公河干流底沙重金属含量空间变化及污染评价[J].山地学报,2011,29(6):660-667.
[2]雷鸣,秦普丰,铁柏清.湖南湘江流域重金属污染的现状与分析[J].环境管理,2010,2:62-65.
[3]徐争启,倪师军,张成江,等.应用污染负荷指数法评价攀枝花地区金沙江水系沉积物中的重金属[J].四川环境,2004,23(3):64-67.
[4]王国平,刘景双,汤洁.无尾河下游湿地重金属污染评价[J].农村生态环境,2004,20(2):50-54.
关键词:重金属;污染;防治;对策
一个地区长期进行矿山开采、加工以及利用重金属作为原料的工业发展,如不重视对重金属污染物有效防治,重金属污染物将在土壤、大气、水中逐渐累积,从而形成重金属污染。本文以南京市重金属污染的产生、排放为例,对重金属污染产生的原因进行分析,并提出治理污染的对策。
1.南京市重金属污染物产生和排放现状
南京市的重金属污染主要来源于工业;南京市13个区县中涉及重金属污染物产排的企业数为82家;重金属污染物排放主要通过废水和废气排放。
涉重废水排放总量为1075.24万吨/年,废水中各重金属污染物排放量分别为汞(Hg)0.27kg/a、镉(Cd)25.86kg/a、总铬(Cr)449.24kg/a、六价铬(Cr6+)361.14 kg/a、铅(Pb)174.67kg/a、砷(As)2.81 kg/a、铜(Cu)698.03 kg/a、镍(Ni)96.23kg/a;涉重废气排放总量为74591.10×104m3/a,废气中各重金属污染物排放量分别为汞(Hg)0.032kg/a、镉(Cd)52.66kg/a、铬(Cr)28.85kg/a、铅(Pb)150.68kg/a、砷(As)39.43kg/a。
含重金属危险废物产生量为4956.33t/a,其中综合利用量为3123.67t/a,处置量为1706.06t/a,贮存量为126.6t/a,排放量为零。
2.南京市重金属污染的主要原因
通过对南京市涉及重金属污染的企业的调查分析,南京市重金属污染的主要原因有以下几个方面:
(1)企业规模以中小型为主,分布散乱
南京市涉重企业规模普遍偏小,分布散乱,遍布区县各处,污染物未能全部稳定达标排放,废水、废气治理措施较传统、简单,很多企业大部分企业未能进入工业园区进行统一管理,为环境监管带来了很大的不便,也为加快区域内资源共享、信息公开化建设设置了障碍。
(2)产业结构不尽合理,发展方式粗放
近年来,南京市一直致力于产业结构的调整,目前正处于产业结构的转型期,仍有一部分高投入、高耗能、高污染的企业未被淘汰,特别是一些涉重的中小型企业,工艺落后,经济基础薄弱,从经济、技术等各方面开展重金属污染治理的难度又都比较大,即使企业关闭,重金属累积的特性也会给企业所在区域带来隐患。
(3)法规制度建设滞后,环境标准不健全
目前我国还没有重金属污染治理和土壤污染治理的专门法规,南京市主要按照现行的《环境空气质量标准》和《地表水环境质量标准》中对重金属的控制要求对涉重企业进行管理;现行标准主要针对污染源达标排放提出,不涉及重金属的累积效应,关于人体健康的重金属环境标准不健全。
(4)基础工作薄弱,相关技术欠缺
由于长期对重金属污染忽视,重金属的监测、防治技术研究等基础工作较为薄弱,南京市重金属污染物整体排放情况和环境受污染程度尚未完全摸清,对重点防控企业、区域及污染隐患的危害程度掌握不够。同时重金属污染的科学研究、技术政策等还远远滞后于污染防治的迫切需求。
(5)污染隐蔽性强,治理周期长
重金属元素化学性质稳定,通过水、气、固废等多种途径可以在环境中长期积累,并通过食物链逐级富集,最终进入人体累积,使得留在人体的重金属含量成倍放大,传统的环境达标观念由于重金属的富集特性失去效用,待累积到一定程度发生污染事件时大多已经造成了极为严重的后果。一旦环境受到污染,需要比常规污染物治理更长的治理周期、更多的治理成本和更高的治理难度。
(6)环境监管能力不足,监管难度大
长期以来,南京市对重金属污染重视力度不够,各级环保管理仍主要针对常规污染物的管理,重金属污染监管措施不完善,特别是企业废气中重金属污染的管理几乎为空白;各级环保监测系统建设均主要注重常规性污染物指标监测,重金属监测能力不足,缺乏高精确度重金属检测仪器。
3、重金属污染防治对策
消除重金属污染除了对污染进行治理、对环境进行修复外,更需要对可能出现的重金属污染进行预防,从根本上解决重金属污染的问题。
(1)大力推行清洁生产审核,提升企业清洁生产水平
通过清洁生产审核,对企业的生产、产品或提供服务全过程的定性和定量分析,找出高物耗、高能耗、高污染的原因,有的放矢的提出对策、制定方案,从源头减少和防止重金属污染物的产生。对国内外现有的先进技术、工艺进行科研攻关,研究和开发具有自主知识产权、符合国内重金属行业发展要求的清洁生产核心技术和装备。
(2)严格控制企业、区域内部重金属污染物排放
严格控制区域内企业的重金属废气排放,重金属废气需进行处理,排放口达标率为100%;强化无组织废气收集、治理技术,在运输、生产的过程中减少无组织废气对环境的危害。区域严格执行《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》等有关法规,实现固废的全面无害化处理。
(3)开展重金属排放企业专项整治。
要结合环保专项行动,对涉及排放重金属的企业进行全面排查和整治,彻底解决工艺落后、污染严重的铅酸蓄电池、铅冶炼等企业的环境安全隐患,严厉惩治涉及重金属的环境违法违规问题。对位于饮用水源保护区的企业一律停产关闭;对污染治理设施不正常运行、长期超标及超量排放的企业一律停产治理;对发现重大环境安全隐患的企业一律停产整改,整改不到位的坚决予以关闭。
(4)加快区域内资源共享、信息公开化建设
通过信息交换中心的企业环境行为公开披露的功能,把建设项目审批程序、重金属污染物排污费缴纳标准、资源型企业可持续发展准备金制度、达不到环保要求的重金属企业名单和来信来访处理等信息全部向社会亮相公开,主动接受广大公众和社会各界监督,督促企业保护环境。。
(5)加强政府行政干预、监督管理
加强政府行政干预,建立健全环境执法机构,加强和充实环境执法力量,制定赔偿和生态补偿等管理政策和其他约束性政策。实施环境保护目标责任制,明确环境保护目标的分管部门和分管领导,奖惩制度,并定期检查与考核目标落实情况;落实环境行政执法责任制,规范环境执法行为,加强环境执法硬件水平;建立和落实岗位责任制及其考核要求。
(6)建设区域环境风险预防和应急体系
区域必须建立统一的风险防范组织管理机构,根据《国家突发环境事件应急预案》,制定区域重金属环境事件应急预案,建立环境风险应急监测和管理系统,制定园区安全、健康与环境风险防范政策,初步建立区域安全与健康、风险防范体系。开展社会风险防范宣传教
育,提高人们的风险防范意思,要求区域内企业对紧急事故能够做出快速反应,及时采取补救措施,减少环境危害和企业的经济损失。
(7)加速已污染区域修复治理工作
对已造成重金属排放的重点区域,要重点抓好土壤污染本底调查,布设更密集的监测位点,采样分析重金属污染现状,针对各区域的污染程度和污染特征,制定详细的区域重金属污染修复治理计划,并作为重金属污染修复试点,选择成熟的修复方案,进行可行性研究,改善质量,防范风险。
(8)开展重金属污染健康危害监测与诊疗
建立和完善覆盖全市的重金属污染健康监测网络,建立重点防控区健康监测和报告制度、敏感人群定期体检制度,完善重金属污染健康危害评价、人群健康体检及诊疗和处置等工作规范。开展重金属环境与健康危害的调查研究。定期对重点防控区域内潜在风险人群有计划地进行健康检查,对可能发生的健康危害进行预警,对需要治疗的人群积极诊疗。
(9)对发生事故的区域实行限批
重点防控区内如发生涉重污染事故,需对肇事企业立即停产治理,情节严重则由地方政府责令关闭,对外环境造成的影响应进行评估,采取相应措施,减轻或消除对外环境和人群造成的影响,在事故处理结束前对区域内所有涉重项目实行区域限批。
4.总结
重金属污染是一个长期累积而形成的,必须在重金属污染产生之前进行预防,对重金属污染必须进行源头治理,从根本上解决重金属污染问题。
参考文献
[1]徐林通 土壤重金属污染防治方法综述 知识经济 2011年第21期 86;
铅是文献记载最多的毒性重金属,其污染可直接影响人类健康,而儿童尤其对铅污染敏感。镉的毒性较大,被镉污染的空气和食物对人体危害严重,被人体吸收后可积存于肝或肾脏造成危害,尤以对肾脏损害最为明显。人们对一些化工产品如油漆中的铅污染风险已有比较清楚的了解和认识,但随着工业化和城镇化的发展,铅、镉等重金属污染可以从大气、水、土壤和农产品等多个渠道进入到食物链中,为人类健康带来潜在的危害。
小麦生产重金属污染源
小麦是重要的粮食作物,中国小麦常年播种面积在2400 万公顷左右,总产量1亿公斤左右,小麦的生产与国家粮食和食品安全及人民健康息息相关。从总体情况来看,中国小麦生产受到重金属污染的比例非常小,仅在局部地区检测到铅、镉等重金属超标的现象。但有越来越多的研究表明,小麦铅、镉等重金属污染已经呈现出范围逐渐扩大、并逐年加重的趋势,必须引起足够的重视。
中国小麦生产重金属污染的来源主要有以下几个方面:1.大气和土壤污染。工业排放是中国重金属污染的主要来源(Cheng,2003)。在工业发达的地区镉、铅等重金属污染要远远高于偏远的乡村。煤、油等能源的燃烧、汽车尾气排放和垃圾废弃物的焚化使重金属污染排放到大气中,并逐渐沉降到土壤中,在大中型城市周围的农田受到了日益增多的重金属污染威胁。此外,许多研究表明,公路两侧的农田均受到不同程度的重金属污染,而以高速公路两侧250米范围内铅污染最为严重。小麦是中国北方的主要作物,生长周期长(每年的10月至翌年的6月),城市周边和公路两侧的小麦极易通过叶片吸收空气中的铅等重金属,在小麦的叶片、茎杆、根系和籽粒中积累。对江苏省典型区地震带农田土壤和小麦中重金属的污染研究表明小麦籽粒中铅、铬、汞样品超标率分别为100%、58.97%、33.33%(陈京都等,2012)。对工业比较发达的太湖流域小麦样品检测发现铅、镍、镉平均含量分别超标52. 6 倍、43. 8 倍、37. 7 倍(杨彦等,2013)。重金属污染小麦可能以大气降尘为主,中国农业科学院农产品加工研究所的研究显示,大气降尘和耕层土壤对小麦籽粒铅质量比的贡献率分别为90%~99%和1%~10%(赵多勇等,2012)。
2.污水灌溉。矿业、镀锌、染织业、油漆和轮胎业是重金属污染的主要来源。在中国许多地区有利用处理后的工业污水灌溉的传统,尤其是水资源缺乏的地区。同时,随着城市化的进程,城市或生活污水经处理后也可作为农业水资源。通常情况下采用污水灌溉的土壤中汞、铅、锌等重金属超标可达到50-300%,种植在污水灌溉土壤中的小麦等农作物都会不同程度地受到重金属的污染。对新乡市污灌区土壤和小麦籽粒中重金属污染检测表明,小麦籽粒中Cd、Ni、Cr 和Zn 含量分别是国家食品卫生标准的25.5、12.98、6.12 和1.32 倍(朱桂芬等,2009)。对河南焦作市矿区矿井水排放对小麦籽粒中重金属污染的检测结果表明,铅、镉等达到重度污染水平(马守臣等,2012)。而河南开封市污水灌溉区小麦籽粒受铅污染最严重,镉、铬、砷污染次之(周振民,2013)。
3.有机肥中重金属污染。集约化养殖业发展产生了大量畜禽粪便,是中国农村主要面源污染之一。畜禽粪便作为有机肥施用是治理畜禽粪便污染、提高农田肥力的主要途径。但在畜禽养殖过程中大量施用微量元素添加剂,而这些重金属元素在畜禽体内的消化吸收利用率极低,大部分随畜禽粪便排出体外,造成区域性的重金属污染。城市污泥、畜禽粪便作为有机肥的施用可导致农产品中重金属含量超标,通过生物链传递,最终会影响人体健康。城市污泥中以镉、铅等重金属的污染为主,鸡粪和猪粪农用区小麦Cr、Ni、Pb 均有不同程度的超标,牛粪农用区污染较轻(叶必雄等,2012)。
4.生产、加工、储运过程污染。目前在小麦的收获、晾晒、加工、储存、运输和销售过程中均大量使用机械化作业,小麦籽粒所接触的机械、管道、容器以及因工艺需要加入的添加剂都可能使小麦受到铅等重金属污染。麦收时节,在农村的公路上经常可以见到晾晒的小麦,过往车辆的尾气和沥青中的重金属可导致小麦的二次重金属污染。
重金属污染防治对策
首先,加强监管,控制排放。冬小麦是华北地区主要的粮食作物,也是主要的灌溉耗水作物,由于目前各污水处理厂的处理效果和利用能力不尽相同,部分厂、矿违规排放,造成许多环境污染事件。有关部门必须加强管理,大力推进实施清洁能源利用,提高污水处理排放标准,提升再生水生产工艺,加大镉、铅等重金属清除的工艺指标要求。
关键词:重金属;土壤重金属污染;生物修复技术
土壤重金属污染问题越来越引起人们的关注,它具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点。土壤一旦遭受重金属污染,不仅危害大、治理成本高,而且较难以消除。 “十二五”期间,我国将元素铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、铬(Cr)和砷(As)列为重金属污染防控的重点元素。2014年4月,环保部和国土部联合的《全国土壤污染状况调查公报》显示,全国土壤环境状况总体不容乐观,部分地区土壤污染严重。全国第二次土地调查结果显示,我国中重度污染耕地大约为5000万亩。
被重金属污染的土壤不仅对作物的生长发育、产量及品质有影响,而且会通过食物链放大富集进入人体,极低浓度就能破坏人体正常的生理活动,损害人体健康[1]。土壤污染影响到整个人类生存环境的质量。重金属污染已成为一个亟待解决的环境问题。
1、土壤中重金属的来源及危害
土壤中重金属的来源可分为天然来源和人为来源。天然来源是由于土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。人为来源主要是来自人类的工农业生产活动以及生活垃圾,工矿业废弃地土壤环境问题突出,黑色金属、有色金属、皮革制品、造纸、石油煤炭、化工医药、矿物制品、金属制品和电力等行业,重污染企业用地及周边土壤存在超标现象。
近年来,突发性的环境污染事件骤增,特别是重金属污染事件。突发的环境事件会导致重金属在短时间内高浓度地进入环境,产生严重的污染。2008年,我国相继发生了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海等多起砷污染事件。2009年8月以来,又发生了陕西凤翔儿童血铅超标、湖南浏阳镉污染及山东临沂砷污染事件。2014年,湖南衡东县儿童血铅超标事件,300多名儿童被查出血铅含量超标。据美国学者统计表明,城市儿童血铅与城市土壤铅含量呈显著的指数关系[2]。据统计,我国约有3万多公倾土地受汞的污染,有1万多公倾土地受镉的污染,每年仅生产“镉米”就达5万t以上,而每年因污染而损失的粮食约1200万t,严重影响了我国的粮食生产和食品安全[3]。这些重金属污染事件有些是由于管理不当、交通事故等人为原因导致的,有些则是环境长期受到污染、污染物含量超过环境容量而突然爆发的结果。“砷毒”“血铅”“镉米”等重金属污染事件频发,让重金属污染成为最受关注的公共事件之一。重金属污染问题已日益严重,土壤重金属的治理和修复已迫在眉睫。
2.重金属土壤污染治理生物修复技术
目前,国内外较成熟的土壤重金属污染修复技术有物理修复法、化学修复法和生物修复法等,本文主要就土壤重金属修复领域的研究热点生物修复技术进行重点介绍。生物修复技术主要有植物修复技术、微生物修复技术、农业生产修复技术和组合修复技术。
2.1植物修复技术
根据Cunningham等人的定义,植物修复是利用绿色植物来转移、容纳或转化污染物,使其对环境无害[4]。根据机理的不同,土壤重金属污染的植物修复技术有3中类型:植物固定、植物挥发和植物提取。目前研究最多且最有发展前景的植物修复技术为植物提取。植物提取是指将某种特定的植物种植在重金属污染的土壤上,该种植物对土壤中的污染元素具有特殊的吸收富集能力,将植物收获并进行妥善处理(如灰化处理)后即可将该重金属从土体中去除,达到治理污染与生态修复的目的,这种特定的植物被称为超积累植物。植物修复法成本低,可有效避免二次污染,对环境扰动小。目前,全球已发现的超积累植物大约500种,大部分是关于镍的超富集植物。在我国已经发现宝山堇菜、龙葵、马蔺、三叶鬼针草对Cd有富集作用,蜈蚣草[5]和大叶井口边草[6]对As有富集作用,圆锥南芥[7]属多重金属富集植物,对Pb、Zn、Cd均有富集作用。植物修复技术可同时修复土壤及周边水体;成本低;能够美化环境,可提高土壤的肥力。植物修复技术的缺点:超富集植物个体矮小,生长缓慢,修复周期很长;超富集植物对重金属具有较强的选择性和拮抗性;植物收割后,需要进行特殊处理,否则易造成二次污染;异地引种将对当地的生物多样性构成潜在威胁。适用于大面积农田土壤修复。
2.2微生物修复技术
微生物修复技术是利用微生物(如藻类、细菌、真菌等)的生物活性对重金属的亲和吸附或转化为低毒产物,从而降低重金属的污染程度。微生物不能降解和破坏重金属,但可通过改变它们的化学或物理特性而影响金属在环境中的迁移与转化。研究证明,土壤中铬可以在微生物还原作用、生物吸附、富集等作用下降低其生物可利用性和毒性,以达到修复铬污染土壤的目的[8]。微生物修复效果好、投资小、费用低、易于管理与操作、不产生二次污染。但是微生物修复的专一性强,很难同时修复多种复合重金属污染土壤;应用难度大。
2.3农业生态修复技术
农业生态修复包括农艺修复和生态修复,前者是改变耕作制度,调节种植作物品种,种植不进入食物链的植物,选择能降低土壤重金属污染的化肥,或增施能够固定重金属的有机肥等来降低土壤重金属污染;后者调节土壤水分、养分、pH值和土壤氧化还原状况及气温、湿度等生态因素,调控污染物所处环境介质,但该技术修复周期长、效果不明显。农业生态修复技术环境友好,代价小。但需要大量的调研,基础研究,改变种植习惯。适用于大面积低污染农田土壤。
2.4组合修复技术
植物组合修复技术是将植物修复技术与其他土壤重金属污染治理方法(比如物理、化学等修复技术)综合利用形成的组合技术,与单一重金属治理技术相比,植物组合修复技术具有独特的优点。有代表的有螯合剂-植物组合修复技术,螯合剂与土壤中的重金属发生螯合作用,形成水溶性的金属―螯合剂络合物,改变重金属在土壤中的赋存形态,提高重金属的生物有效性,强化植物对重金属的吸收。另外还有基因工程-植物组合修复技术及微生物-植物组合修复技术等。
3、展望
随着社会的发展进步,人们对土壤重金属污染的认识越来越深刻,越来越重视,如何防控和治理土壤重金属已成为人们关注的焦点。在今后的土壤重金属污染治理中,首先应以源头控制,即有效地降低重金属污染物的排放,这主要有赖于国家环境政策与法规的不断完善和工矿企业技术革新的落实。其次就是土壤的修复技术,针对土壤污染的复杂性、多样性及复合性,在修复时要综合考虑污染物的性质、土壤条件、投资成本等各方面的因素,从单一的修复技术向多数联合的修复技术、综合集成的工程修复技术发展,选择最适合的修复技术或组合, 达到高效、节约的双重效果。
参考文献
[1] 张许文琦.植物修复技术治理土壤重金属污染的研究进展[J].人民长江,2013,44(增刊):144-146.
[2] 蒋海燕,等.城市土壤污染研究现状与趋势[J].安全与环境学报,2004,4(5):73-77.
[3] 陈怀满.土壤-植物系统中的重金属污染[M].北京: 科技出版社,1996.
[4] Cunningham SD.Remediation of contaminated soil with green plants: an overview[J].In Vitro. Cell Dev. Biol,1993,( 29) :207-212.
[5] 陈同斌,韦朝阳,黄泽春,等. 砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特征[J].科学通报,2002,47( 3) : 207 - 210.
[6] 韦朝阳, 陈同斌, 黄泽春,等. 大叶井口边草―种新发现的富集砷的植物[J].生态学报,2002,22( 5) :777-778.
【关键词】重金属;水污染;现状;监测进展
1前言
近年来,我国的经济得到了飞速的发展,但相应的,以环境为代价所带来的负面影响也日益突出,尤其是水体污染问题,严重威胁着人们的身体健康。众所周知,水是生命之源,是人类赖以生存的最宝贵的自然资源,但是在人口急剧增长以及现代工业的影响下,我国的水资源呈现了短缺的现象,加上日益严重的水资源污染问题,尤其是极为突出的重金属水污染,由此,加强对于水体的污染成为当前社会发展所面临的重要问题。一般来说,重金属是指原子质量在63.5D200.6,密度大于4或是5g/cm3的金属,其中硒和砷属于非金属结构,但是由于其毒性及其他性质与重金属很像,因此也被称为重金属。当前,重金属污染包括土壤污染、大气污染和水体污染,但是土地污染的区域比较明显,易于控制;虽然大气污染和水体污染都具有较强的扩散性,而大气污染的扩散范围有限,因此也方便控制;由此,水体污染作为重金属污染最严重和最难控制的区域,对环境和人体将会造成极其严重的影响。
2我国重金属水污染的现状
自上个世纪60年代起,国际上就出现了水体重金属污染的问题,并开展了相关的研究。就我国来说,水体重金属污染的研究开始于20世纪80年代,其中比较常见的重金属包括汞、镉、铅、铬以及类金属砷等具有显著毒性的重金属,也包括毒性一般的铜、锡、锌、镍等,由于重金属污染具有隐蔽性、持久性和污染严重等特点,严重破坏着生态的平衡。尤其是近几年,我国的重金属水体污染问题越来越严重,重金属水污染事故频发。就镉污染来说,在2005年,广东北江韶关段发生了严重的镉超标事件;2006年,湘江湖南株洲段的镉污染事故;以及湖南省浏阳市在2009年发生了镉污染事件。[2] 目前,重金属污染物主要是通过工业污水和生活废水未经过适当的处理就向河流中排放所导致的,并随着水体的径流、淤泥的适当以及大气的沉降得到扩散,从而在水体中累积,危害着水中植物和生物的生长。最主要的是,由于重金属不能够微生物所降解,加上巨大的毒性,严重威胁着水生态系统以及人们的饮水安全。据国家环保部门的相关数据显示,在流经我国的131条河流当中,严重污染的就有36条,还有21条被重度污染,38条处于中度污染。除此之外,在2010年,我国的突发环境事件次数为420起,其中因水体污染而引发的突发事件就高达135次,也就是说,平均每隔两三天便会发生一起水体污染事件。面对严峻的水资源短缺问题,水污染成为“世界头号杀手”,由此,加强重金属水污染的治理和监测,刻不容缓。
3当前重金属水污染的监测进展
当重金属污染物进入水生态系统之后,会影响着水中动植物的存在,而且一旦人体引用,便会发生病变,严重危害人类的身体健康。当前,重金属水污染受到了全世界政府的广泛关注,为此而出台了一些监测政策,并不断推进监测技术的发展。
3.1重金属水污染的监测政策
从环境监测的定义来说,其主要目的是为了及时、准确的获得环境监测的全面数据,通过分析环境质量的现状以及变化趋势,准确的预警各种环境问题,并跟踪污染源的变化,从而对污染事件及时做出反应。目前,为了遏制重金属水污染问题的发生,我国出台了《重金属污染综合防治“十二五”规划》(以下称为《规划》),其中表明指出了五大重金属污染重点防治行业,包括冶炼、采矿、铅蓄电池、化学原料及其制、皮革以及其制品,并决定在这5年内加大对于重金属污染防治的投资。与此同时,在《规划》中划出了14 个重金属污染综合防治的重点省区和138个重点防治区域,要求到2015年,重点区域内的重金属污染物排放量要比2007年减少15%,非重点区域内则不能够超过2007年的重金属污染物排放量。由此可见,国家对于重金属污染的防治势在必行。
3.2重金属水污染监测的技术进展
随着市场需求的不断变化,我国的重金属水污染监测技术发生了翻天覆地的变化,并且逐步朝着规范化和产业化发展,不断满足了污染治理的需求,具体表现如下:
3.2.1检测技术的不断进步
当前,面对日益复杂的水环境,在重金属的污染检测中出现了更多简便、科学的方法。比如说,激光诱导击穿光谱法具有较高的灵敏度,因此可以进行多元的检测;新型的电化学传感器通过运用阳极溶出伏安法来减少仪器的检测限,而且还具有便于携带的特点,因此广泛的应用于野外的现场监测中;此外,随着检测技术的不断发展,酶抑制法、生物传感器等诸多重金属检测方法也将在重金属水污染中得到不同的应用。
3.2.2自动化控制技术的成熟
由于重金属的监测比较复杂,而且对于样品和试剂的定量要求比较高,因而对于地表水的重金属分析十分困难。当前,为了更加精细、稳定的进行重金属污染分析,在重金属的检测中应用了自动化控制技术,通过全自动的分析以及精确的计量,不仅能够避免人类接触有毒药剂而带来的伤害,还能够提高计算的精确程度,从而使得分析结果更加的可靠。
3.2.3监测方案的针对性
一般来说,重金属的污染量是非常小的,尤其是在水体当中,容易受到其他微量元素的影响,从而导致监测的数据不准确。此外,即使是同一种重金属污染,也会因不同的水质特性而产生不同的结果,因而在监测过程中要采用有针对性的方案。比如说,为了排除钙、铁、锌、铜对铅、汞等重金属监测的影响,需要在检测过程中进行预处理或是加入相应的掩蔽剂,从而确保监测数据的真实、可靠性。[3]
4结束语
综上所述,我国的重金属水污染事故时常发生,严重影响着附近居民的身体健康,由此必须要加强对于重金属水污染的治理和监测。当前,随着科学技术的发展,我国的重金属水污染监测的技术有了很大的发展,其中检测技术有了很大程度上的进步,自动化控制技术日趋成熟,以及监测方案也更加有针对性,在不断满足重金属水污染治理需求的同时,对于改善重金属水污染方面发挥了不可替代的作用。
【参考文献】
[1]李振.浅谈重金属水污染现状及检测进展[J].可编程控制器与工厂自动化, 2012,9(7):48-50.